2. Razvoj Racunara I Mikroprocesora

Razvoj računara i mikroprocesora

dr Gordana ðorñević

Istorija računarskih mašina

Abakus - primitivni računski ureñaj

Istoriju „pravog“ računara možemo pratiti od sedamnaestog veka





1642. Blaise Pascal, francuski matematičar, napravio je prvu mehaničku mašinu za računanje Pascaline - mašina sa nekoliko brojčanika koji su se mogli okretati pomoću igle

Pascaline

1672. godina


Gottfried Leibniz, nemački matematičar, napravio je mašinu za sve računske operacije (osim sabiranja i oduzimanja, mogla da izvršava i operacije množenja i deljenja)

1801. godina









U Francuskoj je JosephMarie Jacquard – razvio automatski razboj Prvi automatski razboj koristio je bušene kartice za kontrolu mustre u tkaninama prva programabilna mašina Jacquard se smatra ocem automatizovane industrijske proizvodnje

1822. godina












ureñaji za računanje (matematička i astronomska računanja, kao i tabelama za navigaciju) prave mnogo grešaka i to vodi često katastrofalnim posledicama Charles Babbage, profesor matematike na Univerzitetu Cambridge, predložio je konstrukciju računara pokretanog pomoću parne mašine rezultat njegove opsesija - diferencijalna mašina koja je izvršavala uvek isti algoritam (nije bila programabilna) primenom metode konačnih razlika dolazilo se do tačnijih rezultata rezultati su upisivani na bakarnu ploču pomoću čeličnih kalupa

1834. godina






Charls Babbage “the father of computers” analitička mašina – napredna verzija diferencijalne mašine (prvi mehanički programabilni računar) arhitektura anačitičke mašine:












memorija (kapaciteta 1000 reči od po 50 decimalnih cifara; služila je za smeštanje rezultata) jedinica za izračunavanje (mogla da prihvati operande iz memorije, da ih sabira, oduzima, množi ili deli, i da vrati rezultat u memoriju) ulazna jedinica izlazna jedinica

analitička mašina - programabilan računar opšte namene

Razvoj softvera










Babbage-ova analitička mašina – programabilna, pa je trebalo pisati softver kreator prvih programa za Babbage-ov računar Ada Augusta Lovelace (ćerka lorda Bajrona) tako je roñeno zanimanje programera Ada Augusta Lovelace - postala je prvi programer na svetu i njoj u čast je programski jezik Ada dobio ime naknadno je utvrñeno da su svi njeni programi bili napisani korektno

1937. godina










Alan Turing je tridesetih godinaje razvio ideju apstraktne "univerzalne mašine" Turingova mašina mogla je da izvrši svaki algoritam koji se može opisati Turingova mašina predstavlja osnovu računarstva kao nauke

1904. - 1906. godine







1904. John A. Fleming patentirao je diodnu vakumsku cev uspostavljajući prostor za bolju radio komunikaciju

1906. Lee de Forest koristeći saznanja o Fleming-ovim diodama kreira elektronske vakumske cevi

Razvoj računarstva izmeñu dva svetska rata


Sve do početka dvadesetog veka nije bilo značajnijih proboja na polju razvoja računarstva




zbog dva svetska rata i vojnih potreba, došlo do naglog razvoja računara i nastao je ureñaj koji nazivamo digitalni računar

Razvoj računara •

Pred II svetski rat Britanska vlada je formirala tajni tim matematičara, kriptoanalitičara i inženjera za razbijanje nacističkih vojnih šifara (šifra Enigma) – 1943: Tim predvodjen matematičarem Alan Turing-om kompletirao je Kolos, koji su mnogi smatrali za prvi elektronski digitalni računar – Osnove elektronski element ovog računara bile su elektronske vakumske cevi Colloseus – prvi digitalni računar

Pregled istorije razvoja računarskih mašina








1300. godine - Abakus 1642. godine – Pascaline 1672. godine – Lajbnik-ova mašina za sve računske operacije 1801. godine – Jacquard-ov automatski razboj 1822. godine – Babbage-ova diferencijalna mašina 1834. godine - Babbage-ova analitička mašina 1943. godine – prvi elektronski digitalni računar sa vakumskim cevima

Istorijski razvoj računara




Prva generacija (1951-1958) komponente: elektronske cevi i kablovske veze
veliki gabariti računarskih sistema
velika potrošnja energije
česti kvarovi računarskih komponenti
programi u mašinskom jeziku i assembler-u


•

Računari 1. generacije




1944: Zahvaljujući donaciji IBM vrednoj jedan milion dolara, profesor sa Harvarda, Howard Aiken je razvio računar Mark I Prvi elektro-mehanički računar opšte namene

•

1944: Mark I

U

toku II svetskog rata, na Univerzitetu u Pensilvaniji, konstruiše se mašina za računanje tabela trajektorija za nove topove; mašina se zvala ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) težina 30 tona
18000 elektronskih cevi
potrošnja 174 KW
snaga obrade: 100.000 izračunavanja u sekundi


 Posle

rata, konstruisan je računar opšte namene

UNIVAC I, prvi komercijalni

Istorijski razvoj računara




Druga generacija (1960-1965)









1947. god pronañen tranzistor elektronske cevi zamenjene tranzistorima i štampana kola smanjuju se dimenzije povećava preciznosti i sigurnost obrade podataka povećani su memorijski kapaciteti i usavršavaju ulazni ureñaji programi u mašinskom jeziku i simboličkim jezicima (Cobol, Fortran)

1964. godina




IBM's seven-year-long Sabre project, allowing travel agents anywhere to make airline reservations, is fully implemented.

1964. godina


Doug Engelbart invents the mouse

Istorijski razvoj računara


Treća generacija (1965 – 1975)











1965. god pronañena prva elektronska kola (čip) jedno elektronsko kolo (10 do 100 tranzistora) – integrisana kola komponente računarskog sistema se dalje smanjuju brža obrada podataka veći kapaciteti memorija veća pouzdanost komponenti mogućnost priključenja većeg broja perifernih jedinica na računarski sistem multiprogramski rad komunikacija izmeñu računara putem telefonske linije savremeniji operativi sistemi i viši programski jezici




1970 Unix is developed at Bell Labs by Dennis Ritchie and Kenneth Thomson.




1965 At the University of Belgrade, Rajko Tomovic makes one of the earliest attempts to develop an artificial limb with a sense of touch.

Istorijski razvoj računara


Četvrta generacija (1975-1990)











povećava se “gustina” elektronskih kola (više miliona tranzistora) elektronska kola zasnovana na izradi poluprovodničkih sklopova korišćenjem LSI tehnologije i visoko integrisanih sklopova VLSI tehnologijom unapreñuju se performanse komponenti računarskog sistema – smanjuju se dimenzije, povećava kapacitet glavne i perifernih memorija, brža obrada podataka računari se povezuju u mreže – razvijaju se mrežni operativni sistemi end user computing od 1971. godine razvoj mikroprocesora

Istorijski razvoj računara


Peta generacija (kraj dvadesetog i početak

dvadesetprvog veka)
okruženje bitno obeleženo fantastično brzim razvojem računarskih mreža na mikro (preduzeće) i makro planu (svetska tržišta i ekonomije)
novi čipovi sa preko petnaest miliona tranzistora (Intel PC)
izuzetna poboljšanja u domenu radnih stanica i brzine prenosa informacija
ovu generaciju na kvalitativno novi nivo diže masovni paralelizam (korišćenje više mikroprocesora u jednom računarskom sistemu), kao i proizvodnja računara koji su orijentisani odreñenim problemima.

Razvoj mikroprocesora

Prva generacija mikrocesora



započinje 70-tih godina prva ili ekserimentalna generacija mikroprocesora počinje mikroprocesorom 4004






završava mikroprocesorom 8008, poznat kao prvi osmobitni procesor opšte namene






obrañuje 4 – bitne podatke magistrala podataka je 8 - bitna

obrañuje 8 – bitne i 16 – bitne podatke magistrala podataka je 8 – bitna

Kapacitet operativne memorije 1-2 MB

Druga generacija mikroprocesora











kod INTEL-a, najvećeg proizvoñača mikroprocesora, nosi oznaku 80286 preuzima sve hardverske karakteristike prethodne generacije i unapreñuje ih obogaćuje softversku kompatibilnost sa programima prethodne generacije procesora “ komercijalni bum” PC računarana svetskom tržištu

Treća generacija mikroprocesora








Ova generacija donela je prve 32 – bitne procesore 80386 SX i 80386 DX
SX je oznaka koja označava da nema ugrañenog matematičkog procesora i da je magistrala 16 – bitna
DX je oznaka koja označava da postoji ugrañeni matematički koprocesor i da je magistrala 32 – bitna DX2 i DX4 - brzina rada računara uvećala se 2 do 4 puta u odnosu na početne verzije

Četvrta generacija mikroprocesora









popularni do sredine 90-tih godina nose oznaku 80486 preuzeo sva unapreñenja performansi od prethodne generacije mikroprocesora pojava keš memorije (8Kb) – multitasking način rada

Peta generacija mikroprocesora




INTEL Pentium radi sa 32-bitnom unutrašnjom i 64-bitnom spoljašnjom magistralom podataka
struktura omogućava izvršavanje većeg broja instrukcija u jednom ciklusu
keš memorija je veličine 32 Kb
elektronski dodaci značajno ubrzavaju rad procesora kod multimedijalnih aplikacija


Šesta generacija mikroprocesora


započinje modelom PentiumPro – završava modelom Pentium III radi sa 64-bitnom a kasnije i 128-bitnom magistralom podataka
povećava se veličina keš memorije na 64Kb odnosno 512 Kb
brzina rada procesora 200, 500, 800 do 1000 MHz odnosno do 1GHz


Sedma generacija mikroprocesora




Pentium IV


mikroprocesori tipa G-4 (prvi mikroprocesor koji prevazilazi milijardu operacija u pokretnom zarezu u sekundi)